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    公开号:WO1988007315A1
    申请号:PCT/JP1987/000415
    申请日:1987-06-24
    公开日:1988-09-22
    发明作者:Yakka Nakamoto；Toshihiko Mori
    申请人:Nippon Carbon Co., Ltd.；
    IPC主号:H05B7-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 金属の溶解 ·精鍊方法な らびに
    [0003] それに供す る電極冷 £0装置
    [0004] 技 術 分 野
    [0005] 本発明 は金属の溶解お よ び精鍊法な らびにそれに供 す る電極冷 £11装置に係 り 、 詳 し く は、 ア ー ク電気炉に おいて 、 ニ ッ プルを介 し て顕次に接続される黒 S電極 に電流を通電 し て 金属を溶解 '精鎵す る際に 、 電極ホ0 ルダに よ っ て把持される上部の黒 ^電極の外周面に冷 EP水等の冷 S3液を連続的に吹付け て 冷 £0 し 、 と く に 、 冷 ίΠ液を水平 レ ベル に 対 し て 10〜 35 · 下向き に傾斜さ せて吹付け 、 吹付時の冷 液の飛散を最小限に おさ え て黒鉛電極を効果的に 却 し 、 黒鉛電極外周面の酸化5 消耗を おさ え 、 電極原単位 を大巾 に低減で き 、 更 に 、 冷 £0水の吹付け に よ っ て電気ア ー ク炉の炉蓋耐用 を向 上さ せ 、 高電圧高力率操業に よ る金属の溶解およ び精 錁法な らびにそれに 供する電極冷 10装置 に 係る - 背 景 技 術
    [0006] 0 従来か ら 、 製網な らびに 金属の電気ア ー ク 溶解およ び精錁において は、 電気工ネルギのコ ス 卜 の低下に倂 せ て 、 黒鉛電極の先端部な らびに 外周面の酸化消耗を 抑制 し 、 これに よ つ て電極原単位 を低下さ せる こ と が 望 ま れて いる 。 こ の酸化消耗抑制の手段 と し て 黒鉛電S ^を冷 ¾Πす る こ と が提案実施さ れ 、 冷 ΪΠ法の一 つ と し て 、 顾次に接続される黒鉛電極においてその上部の電 極は内部を冷 ill水によ り冷却する構造のもの 、 つ ま り 、 水冷式の 消耗電極と し て構成し 、 この非消耗電極の 下端に二 ップルを介 して黒鉛電極を接続し 、 溶解等の 精錁操業時には上部の非消耗電極を冷 £Πす るこ と に よ つ て下端の黒鉛電極を冷 if] し 、 黒鉛電極のみを消耗 して 精鎳する方法やその装置が提案されている 。 例えば米 国特許 4. 41 6. 0 U号、 4. 41 7. 344号な らびに 4. 45 1 . 926 号の各明細書には、 水冷式の非消耗電極をアル ミ ニゥ ム製の中空円筒から構成 し 、 この非消耗電極内に冷 ΪΠ 水を導入し 、 この冷 ΒΠ水に よ っ て非消耗電極の壁面や 、 下端に接続される黒鉛電極を冷 ¾Πする構造のものが記 載されている。
    [0007] また 、 日本国特開昭 60— 501 879号な らびに特開昭 60 一 501 880号の各明細畫に は 、 水冷式の非消耗電 を黒 鉛製の管状体か ら構成 し 、 この非消耗電極の中心孔内 に ΪΠ水を導入 し 、 この冷 ΪΠ水に よ っ て 、 非消耗電極 の荦面や 、 それに接続される黒鉛電極を冷 ίΠす る構造 のものが記載されている ：
    [0008] このよ う に上端の非消耗電極の冷 ΒΠに よ っ て 下部に 接続される黒鉛電極を冷 91する場台は、 黒 ¾電極の先 端部な らびに外阇部の酸化消耗がおさ え られ 、 電極原 単位の低減が達成て きる
    [0009] しか し ながら 、 下部に接続される黒鉛電極が消耗さ れ 、 こ の黒鉛電極を外す と き に は 、 電気炉 か ら オ フ ラ イ ンに移 し て使用済の黒鉛電極を ニ ッ プル か ら外 し 、 必要な と き に は、 ニ ッ プルも非消耗電極か ら外す 。 ま た 、 新 し い黒鉛電極を接続する と き に は、 非消耗電極 にニ ッ プルを取付け 、 こ のニ ッ プル に新 し い黒鉛電極 を取付け るこ と になる。 従 っ て 、 上記の如き水 式の 非消耗電極に よ っ て下部に接続される黒鉛電極を冷 £P する と き に は 、 黒鉛電極を交換のた めに 、 オ フ ラ イ ン に移送 し 、 そ こで重筋労勸の取外 し や接続作業を行な う 必要があ っ て 、 作業がきわめて はん雑化す る。 ま た 、 黒鉛電極の取外 しな らびに接続が く り 返さ れる と 、 黒 鉛電極 、 非消耗電極 、 ニ ッ プル等のね じ山 が変形 、 つ ぶれ 、 破損 し 、 接続不良 、 電気抵抗の増加等が ^こ り 、 操業上 に支障がある。
    [0010] こ の と こ ろか ら 、 上記の如 く 、 下部に接続さ れる黒 鉛電極を 冷 ΐΠす るた め に 、 水 式の非消耗電極を 用い る こ と な く 、 日本国実公昭 59— 2335 7号に は、 ア ー ク 電気炉の炉藎か ら上方に突出す る黒鉛電極の表面に対 し て冷 91水を吹付けて 冷 91す る冷 £D装置が記載さ れ、 こ の ^ ΪΠ装置 は第 1 ^1 に示す通 り に構成さ れて いる c すなわち 、 第 1図において 、 符号 1はア ー ク電気炉の炉 薷を 示 し 、 こ の炉薷 1に黒鉛電極 2が昇降自存 に揷通さ れ 、 こ の黒鉛電極 2の下部に は黒 IS電極が接続さ れ 、 こ の下部の黒鉛がア ー ク電気炉内 に位置 し 、 製鋼等の 精鏔が行なわれる。 炉蓋 1の上方において 、 黒鉛電極 2 の上端部は電極ホルダ 3に よ っ て把持されている。 電 極ホルダ 3の下面には黒鉛電極 2の外周を 包囲する環状 ^ S3管 4が設け られ、 環状冷 ΪΠ管 4か ら下向き に複数本 の縦パイプ 5が突出されて 、 各縦パイ プ 5の内面に は黒 鉛電極表面に指向する ノ ズル 6が設け られている。 従つ て 、 環状冷 ΪΠ管 4に供給された冷 £11水は各縱パイプ 5に 沿 っ て下降 し 、 内面の各 ノ ズル 6か ら冷 ΪΠ水が黒鉛電 極外周面に吹付け られて冷 ΪΠされる 。
    [0011] しか しなが ら 、 第 1図に示す冷 ίϋ装置で は各ノ ズル 6 から冷卸水が水平 レ ベル若 し 〈 はそれと平行な方向に 指向 して噴射される。 このため 、 冷 ¾11水が黒鉛電掭 2 の外周面に衝突 したとき に相当量のものが反射さ れて 飛散 し 、 この飛散 した m却水が多い こ とから 、 電極ホ ル 3ゃ炉蓋 1の汚染、 破損が激 し く 、 実用 に供する こ と ができない 。 また 、 噴射された冷 ΪΠ水の う ちで 、 ' ΒΠに寄与するのは攆かであるため 、 冷 ΒΠ水の使用暈が 異常に大き く な り 、 きわめて不経済である 。 また 、
    [0012] £11管 4か ら多数の縱パイ プ 5が下向き に突出 し 、 しかも . この突出長さ がきねめて長い。 こ のた めに 、 電極交換 の と きに冷 £Π装置を取外す場合に 、 この長い縦パイ
    [0013] 5が障害にな り 、 取扱いがきわめて めんどうである c また 、 第 1図に示す冷 HI装置は上記の如き欠点があ るほかに 、 黒鉈電極 2の外周を 包翻 し て環状の冷 Q]管 4 を 設け るため 、 こ の冷 E0管 4が電磁力 を シ ー ル ドす る こ と に よ り黒鉛電極 2に流れる電流の相当部分が遮断 され、 操業に大きな支障が生 じる 。 すなわち 、 ア ー ク 電気炉の操業で は通常 3相交流電源に 対応 し て 3本の黒 鉛電極が用い られ、 黒鉛電極を冷 £0する と き に は、 各 黒鉛電極にそ れぞれ第 1図に示す冷 ΐ[3装置を設け る。 こ のた め 、 各冷 £0管 4は環状である故に 、 黒鉛電極 2相 互間に よ り電磁的影響が与え られる一方 、 各冷 S1管 4 が電磁力 を シ ー ル ドす るこ と に よ っ て黒鉛電極 2の電 流が遮断され 、 金属を十分 に 通電加熱できず 、 電力原 単位が大巾 に ア ッ プ し て好 ま し く ない。
    [0014] 発 明 の 開 示
    [0015] ま ず 、 本発明は、 例えば 、 日本 K実公昭 5 9 - 2 335 7 ^ に 示す如 く 、 ニ ッ プル を 介 し て順次に接 さ れた黒 f-S電栩の 上.端部の外周面に 、 冷 £P液を直接吹付け て冷 去 D し て 、 金属を溶解 、 精鏔す る方 法で あるが 、 こ の '
    [0016] £11液を水平 レ ベルで吹付け る こ と な く 、 水平 レ ベル に 対 し て 1 0〜：) 5 · 下向き若 し く は上 向き に傾斜させ て吹 付け る こ と を 特徴 と す る ： 従 っ て 、 冷 液 は黒鉛電極 の外周面に 当 た る と共に 、 そ の一部はあま り 飛散せず に 外周面に沿 っ て 下降 し 、 こ の冷 £Π液フ イ ル ム に よ つ て黒鉛電 ^の外 周面 は冷 ίΠさ れ 、' そ の冷 ίΠ は外周面て 局部的に限 られる こ と な 〈 、 冷 inさ れて 黒色状態に保 つ部分の長さ が長 く な り 、 接続さ れた 黒鉛電枨の酸化 消耗が大巾 に低減で き る - また 、 冷 S1液を水 とするか、 この冷 £11液の中に耐酸 化剤を含有させるこ とを特徴とする 。 従っ て 、 冷 ΪΠ液 が黒鉛電極外周面に沿 っ て下降する際に 、 その中に含 まれる耐酸化剤が付着し 、 この付着に よ っ て形成され た耐酸化剤皮膜によ つ て黒鉛電極の酸化消耗が効果的 に防止で きる
    [0017] ま た 、 冷 SI液を噴射圧力 0 . 5〜3 kn2、 噴射鼂 0 . 8〜 G . 0 .'分で吹付け るこ とを特徴 とする。 従っ て 、 この 範囲で吹付ける と 、 冷 m液が吹付け時にほ とんど飛散 せす、 冷 ΪΠ液が黒鉛電極の外周面に沿っ て下降 し てた とえ炉内に 入 っ ても 、 冷 ai液は瞬時に蒸発気化 し て し ま う ため、 電気炉内の操業上障害が起こ ら ない 「
    [0018] また 、 上記の如 く 、 本発明を実施す る際に 、 ア ー ク 電気炉の炉蓋 と黒鉛電極の 上端部を把持す る電極ホル タ'との間に 、 環状の冷 01管を配置 し 、 この環状冷 ΒΠ管 の内周面に吹付けノ ズルを設け て 、 これ ら吹付け ノ ズ ルから黒鉛電極の外周面に冷 ΒΠ液を吹付けるが、 この 環状 '/ ΪΠ管の少な ぐとも 1 ク 所を ¾欠いて 切欠き部を 構成する .： 従 っ て 、 黒鉛霉.極に流れる電流の電磁的影 饔を う けても 、 ^ ¾Π管に は切欠ぎ部の存存のた めに電 流が流れるこ とがな く 、 これに よ つ て黒鉛電 ¾に流れ る電流が遮断される こ と はない ま た 、 環状冷 管の 内周面に設け られる少な く と も 1つ の吹付け ノ ズルは、 水平 レ ベル に対 し て 下向き に 1 0〜 35 傾斜 し かつ前記 黒鉛電極の中心軸方向に指向する よ う 配置されるか 、 ま た は 、 水平 レ ベル に対 し て 上向き に 1 0〜 35 : 傾斜 し かつ前記黒鉛電極の中心軸に 指向す る よ う 、 、 ίΠ液を 噴射する噴射孔を 、 環状冷 S3管に設けて いる。 従 っ て 、 吹付け ノ ズルか らの冷 ίΠ液は黒鉑電樺の外周面に衝突 し た と き に は 、 周照に飛散する こ と な く 外周面に沿 つ て流下 し て）令 液層を形成する 。 こ のた め 、 電極ホル タ'に よ り把持される黒鉛電極の外固面は全長 にわた つ て均一 に ^ ΪΠで き 、 黒鉛原単位は大巾 に 低減で き る。
    [0019] 図 面 の 簡 単 な 説 明
    [0020] 第 1図は従来例に係る冷 ¾Π装置の斜視図で あ る 第 2図は本発明に よ っ て 黒鉛電極を 冷 ΐΠす る際に供 す る冷 S3装置の一例を 示す平面図で ある c
    [0021] 第 3図は第 2図 に示す冷 [1装置の正 面図で ある ， 第 4図は第 2図の矢視 Λ— A方向か らみた 断面図で ある - 第 5図は第 4図の環状冷 50管の吹付け ノ ズル取付部の 拡大図である 。
    [0022] 第 G図は本発明の他の実施例に係る冷 Π装置の平面 図である 。
    [0023] 第 7図は本発明の他の実施例 に係る冷 S3装置の横断 面図で ある - こ の発明を実施す るた めの最良の実施態様
    [0024] ま す 、 第 2図 、 第 3 ^な らびに第 4図に おいて 、 符号 1 0は黒 ¾電極を示すが、 この黒鉛電極 1 0の上端は第 1 図に示す黒鉛電極 2と 同様に電極ホルダに よ っ て把持 される と共に、 下端は二 、、/ プルを介 し て黒鉛電極が接 続され、 この接続される黒鉛電極は炉蓋を通 っ て電気 炉内に 入れ られている - しか し 、 第 2図、 第 3図な らび に第 4図 、 'なかでも 、 第 3図な らびに第 4図で は電極ホ ルダ、 炉蓋 ·、 二 、ソ プル 、 接続される下部の黒鉛電極等 は記載されて いない：： ま た 、 電気炉内に黒銘電極 1 0を 配置する場合、 電気炉のセ ンタ ー を中心と し て所定半 俘の円 ー クルを画き 、 こ の円サー クルの上 に位置す るよ う 、 間隔を おいて 3本の黒鉛電極を配置する。 こ こで 3本の黒鉛電極を配置するのは電源と して ;)相交流 が用い られるからである 。 し か しなが ら 、 第 2図 、 第 3 図な ら Ό"に第 4図において は 、 その う ち の代表例 と し て 、 1本の黒鉛電極 1 0を 示 し て いるが、 3本の黒鉛電極 に おいて各黒鉛電極 1 0に はそれぞれ上記の如 く ニ ッ フ ルを介 し て下部に黒鉛電極が接続され、 電気炉内で こ れ ら各電極に通電 し て製鋼等金属の溶解および精鍊が 行なわれる
    [0025] そ こで 、 これら 3本の黒鉛電極の う ちで少な く と も 1 つの黒鉛電極 1 0の外周面 1 0 a、 具体的に は 、 電極ホル ダと炉蓋 と の間で黒鉛電極 1 0の外周面 1 0 aに例えば実 質的に水か ら成る '/令 ΪΠ液 1 1を連続的に吹付け るが 、 こ の ときに 、 冷 SI液 1 1は水军 レ ベル L一 Lと平行でな く 水 平 レ ベル L— Lに対 し て 下向き に 1 0〜： 55 傾斜させ て 吹 付け て冷 ΪΠする c
    [0026] すなわち 、 黒鉛電極 1 0の外周面 1 O aに冷 HI液 1 1を吹 5 付け て冷却する場合 、 伺れの方法で吹付け て も冷 ίΠで き るが、 冷 £Π液 1 1を水平 レ ベル L一 Lと略々 平行に噴射 し て黒鉛電極 1 0の外周面 1 0aに吹付ける と 、 吹付け 時 の衝突エネルギ ー が髙 く な っ て 、 冷 S3液 1 1の相当部分 が外部に飛散 し 、 黒鉛電極 1 0の外周面 1 0 aで も衝突部0 分のみ し か局部的に m 91でき ない - 更に 、 飛散 し た冷 ¾]水に よ つ て電極ホル ダゃ炉蓋 の損耗が早め られる 。 こ の点か ら 、 本発明では黒鉛電極 1ひの外側 に冷 £0管 1 2 を配置 し 、 こ の冷 ΪΠ管 1 2の導入ダ ケ卜 1 2 aか ら 却液 1 1を導入 し 、 冷 £D液 1 1は傾斜角 0 = 1 0〜 35 : で下向き5 に傾斜さ せ て吹付け る。 こ の ^ 5Π管 1 2は 、 黒鉛電極 1 0 の ト.端を把持す る電極ホルタ' と ァ ー ク電気炉の上蓋 ('図示せす） と の間 、 好ま し く は 、 冷 ¾0管 1 2は電極ホル ダの直下に配置寸 る 。
    [0027] ¾]管 1 2は、 黒鉈電極 1 0の外周面 1 0aか ら 所定の距0 離 だけ離間す るよ う 、 黒鉛電極 1 0と 同心円状を な し て 環状 に構成す るが 、 こ の環状冷 ai管 1 2の一部を切欠い て 少 な く と も 1つの切欠き 部 1 3を設け る 。 す なわち 、 七記の通り 、 例 えば 、 3本の黒鉛電 ^ 1 0がア ー ク電気 炉の中心部を 中心 と す る同心円状 に配置さ れ 、 そ れぞ [ れに黒 S電極を接続 し て 橾業す る場合に 、 各黒鉛電極 1 0な らびにそれに接続される黒 電椽に流れる電流に よ っ て各黒鉛電極 1 0を包囲する各冷 ¾Π管 1 2は単独また は相互に電磁気 63影響を う ける。 この冷 ΪΠ管 1 2の う け る電磁気的影響に よ っ て黒鉛電極 1 0な らびにそれに接 続する黒鉛電極に流れる電流の一部は遮断されて電気 炉操業が損なわれる。 このため、 こ の電磁気的影響を 考慮して 、 冷 91管 1 2の一部に切欠き部 1 3を設け 、 冷 S1 管 1 2に電磁気的影響が与え られないよ う構成する。 平 た く 云 う と 、 上述の如 く 、 ア ー ク電気炉に おいて は、 3相交流を電源とするため 、 各交流分に対応させて 、 3 本の黒鉛電極 1 0が同心円状に配置されている。 従 っ て 、 これら各黒鉛電極 1 0相互間で は互いに電磁気的に影饗 し合 っ ており 、 この影響を周囲の各冷 ΙΠ管 1 2が う けて 、 冷 S1管 1 2が環状で連続 し て いる と 、 電流が流れ、 この 電流に も とず く 電磁気的影響に よ っ て黒鉛電極 1 0に流 れる電流が影響され、 操業に支障が生 じる 。 しか しな が ら 、 冷 ¾]管 1 2の一部に切矢き部 1 3を設ける と 、 内部 の黒鉛電極 1 0や周囲の黒鉛電極 1 0から の電磁気的影響 を う けて も冷 £|1管 1 2の中に は電流が誘 gされて流れる こ とがな く 、 操業上 に 全 く 支障がない。
    [0028] なお 、 冷 ΪΠ管 1 2は電磁気的影響を受けずかつ耐酸化 性にす ぐれ、 し かも 、 成型加工性 に優れる材質から構 成 し 、 例えば、 成型加工性から金属材料か ら構成する と き には非磁性材料であるステ ン レ ス鋼な どか ら構成 す るこ と が好ま し い 。 金属材料以外であ っ て も 、 例え ぱ、 セラ ミ ッ ク な どの如 く 電磁気的影響を受けす 、 し かも 、 耐酸化性を持つ材料か ら も構成する こ と がで き
    [0029] 5 る c
    [0030] ま た 、 冷 £P管 1 2の内周面か ら '/令 S3液 1 1を噴射 し て吹 付け るた めに 、 冷 ίΠ管 1 2の内周面に は間隔を おいて複 数個 、 例えば、 4〜 8個の吹付け ノ ズル 1 4を設ける 。 各 吹付け ノ ズル 1 4は半径方向に黒鉛電極 1 0の中心に 向 つ0 て指向させ 、 各吹付け ノ ズル 1 4の先端ノ ズル部 1 4 aは、 第 4図な らびに第 5図 に示す通 り 、 斜め下向き に 、 傾 角 0 - 1 0〜 35 ' の如 く 傾斜させる 。 こ の範囲で傾斜さ せて冷却液を吹付け る と 、 導入 ダク 卜 1 2 aか ら連続的 に供給される冷 ΪΠ液 1 1は冷 £0管 1 2の各吹付け ノ ズル 1 4r) か ら第 3図 に示す如 く 、 斜め下向き に噴射される 。 す なわち 、 冷 £Π液 1 1を 下向き に傾斜さ せ て吹付け る と 、 黒鉛電極 1 0の外周面 1 0 aに衝突す る と き に 、 そ の衝突 ェネル ギ 一 は緩和され 、 冷 ΪΡ液 1 1はほ とん ど飛散せず し かも 、 下向き に指向 し て いるた め 、 黒 IS電極 1 0の外 0 周面 1 0 aに沿 っ て 薄い冷 10液フ イ ル ム 1 1 aが形成さ れる 従 っ て 、 こ の フ イ ルム 1 1 aが黒鉛電極 1 0の外周面 1 0 aに 沿 っ て 下向き に下降す る間 に 、 冷 ¾1液 1 1は黒鉛電極 1 0 の内部の熱に よ り気化され 、 そ の気化熱に よ っ て 黒鉛 ' 電桉 1 0の保有熱は う ばわれ て その全長 にわ た っ て 良好 に 冷 10さ れる ， こ の よ う に 上 部の黒鉛電極 1 0が ^ £Πさ れる と、 その下端部に接铳されて いる黒鉛電極は上部 の黒鉛電極に よ っ て冷却され、 下部の黒鉛電極の酸化 消耗はおさ え られる -. 換言する と 、 黒鉛電極は導電性 に優れるため 、 電極ホルダは把持される上部の黒鉛電 極が冷 aiされ、 と く に 、 なるべ く 下端まで広範囲に冷 される と 、 下部に接続される黒 電極まで良好 :に ' 卸され 、 大巾 に電極原単位が減少する 。
    [0031] ま た 、 この よ う に冷 ΐΡする と き に 、 '冷 ΪΠ液 1 1はフ ィ ルム 1 1 aと し て電極ホルダに把持される黒鉛電極 1 0の 外周面 1 0 aに形成され、 その一 部は、 電気炉の上蓋の 中まで 入 るが、 この と きに 、 電気炉内が非常に高温で あ っ て 、 入 つ た冷 m水-が多羼で ない と き は蒸発 し 、 操 業上にあま り 支障がないが、 上蓋がマグネ シア等の耐 火物か ら成る と き に は 、 水分を含浸 し て膨潤 し 、 ぜぃ 件劣化するので好ま し く ない このため に は、 冷 HI液 1 1の噴射） ΐ力 は 0 5〜 3 to . は？ 、 噴射釁を 0 . δ〜 G , 0 -分 の範囲に調整するのが好ま し い ,
    [0032] 一般に 、 電気炉で溶薛-ぉよび精鎳中の溶湯な ど に ^ in水が達する と 、 その中 に 含まれる水分が高温 湯に 接触し 、 水素爆発を発牛 し 、 甚だ危険である。 こ の点 から 、 黒 &電極 1 0の外周面 1 o aに冷 £0水等の冷 gi液を 吹付け る こ と な く 、 電極ホル々-に保持される上部の電 極は 、 上記の如 く 、 内部に冷 ai水が導 λ で きる非消耗 電極 と し て構成 し 、 具体的に は 、 そ の中心軸に沿 っ て
    [0033] r 冷 HI通路を 形成 し 、 こ の ¾0通路に よ っ て 冷 ¾1さ れて いる。
    [0034] これに 反 し 、 本発明の如 く 冷 ai液 1 1を黒鉛電極 1 0の 外周面 1 0 aに吹付け る と き に は、 そ の冷 液 1 1に よ つ て黒鉛電極 1 0の外周面 1 0 aを冷 £0 し 、 なるベ 〈 広範囲 にわた つ て冷却 し 、 更 に 、 冷却液 1 1の吹付け爨は最小 限に と どめて 、 Hi £|1水 1 1が上薷内に 入 っ て も炉内で速 やか に蒸発 し 、 上記の如き障害を起き ない よ う に す る0 こ とが必要である。
    [0035] 更に詳 し 〈 説明する と 、 非消耗電極を用いる こ と な く 、 黒鉛電極を 上部か ら頫次に接続 し て 、 上部の黒鉛 電極のみを 冷 aiする と き に は 、 電極の接続が通常の操 業 と変る と こ ろがない。 こ のた め 、 現場操業に最適で ある。 ま た 、 J:部や下部の黒鉈電極の黒鉛が極め て 良 好 な熱伝導性材料で あ る こ と を利用 し て いるた め 、 き わめて優れた冷 £11法であ る 。 し か し なが ら 、 上部の黒 鉛電極に よ っ て下部の黒鉛電極を ^郜する こ と か ら ， 下部の黒鉛電極の冷 £Π効果は上部の黒鉛電極の冷 £P効0 果 に よ っ て左右される こ と に な る - 換言す る と
    [0036] の黒 ^電極の長さ方向に ど の程度）令 aiされる かに よ つ て黒鉛電極原 -単位の低減の割台が決 ま る 。 ち な みに 、 従来か ら言われて い る こ とで ある が 、 上部の黒鉛 ¾極 の一 部 、 例えば、 t 端部のみが赤熱せず に 黒色状態に 保 つ て いる状態であ っ て も 、 そ の下 に接続さ れ て い る 下部の黒 §S電極の外周部な らびに先端部の酸化消耗は 相当おさえ られる と云われている c 例えば、 上部の黒 1¾電極においてその長さ に対 して 1 0 %程度が黒色状態 を保ち 、 他が赤熱状態の ときには 、 下部の黒銘電栩で は酸化消耗の抑制に よ っ て電極原単位の割合は 1 2 %以 上 に低減される と言われている - こ の点、 上部の黒鉛電極の外周面に直接冷 91液を吹 付け て冷 fflする際に 、 i:記の例の如 く 、 下向き に 傾斜 させて冷 ΪΠ液を吹付ける と 、 黒鉛電極外周面に冷 W液 フ ィ ルムが形成され、 こ の ' ffl液フ ィ ルムは下向き に 流下し 、 この間に冷 ΒΠ液フ ィ ルムに よ っ て黒鉛電極の 長さ方向にわ 'た っ て広範翻 に '、 SIでき る -: つ ま り 、 冷 m液を直接吹付ける上部の黒鉛電極の 1 0 ¾以上の部分 が赤熱せすに黒色状態に保持できるために 、 電極原単
    [0037] ! は大巾 に低減で き る
    [0038] また 、 以上 の如 く 、 黒 §&電極外周面に冷 £0液を吹付 け て外周面に冷 ΪΠ液フ ィ ルムを形成する場合 、 第 7図 に示す如 く 、 冷 ai液 1 1は水平 レ ベルし—しに対 して上向 き に傾斜させ て〖傾斜角 6' = 1 0〜35 }噴射 し 、 冷 ¾]液 はループさせて黒 la電極 1 0の外周面 1 o aに接触させ る こ の よ O に ^ S3液 1 1を吹付け る と 、 冷 S1液 1 1を無 駄な く 黒轮電啄外周面 1 () aに吹付ける こ と ができ 、 ァ 一 ク電氡 の 上蓋 1 5が水 分 の含浸に よ り もろ く なるマ グネ シァ 系耐火物か ら構成されて いて も 、 ほ と ん ど j ( 1 ί. )
    [0039] 薷 1 l に £f]液 1 1がかぶる こ と な く 、 操業 卜 支障がなし ' ま た 、 上蓋 Uが水分 に 対 し て耐久性 を持つ アル ミ ナ 系 耐火物か ら成る場合でも 、 冷 £13液 Πを 上向 き に無駄な 5 く 吹付け る と 、 第 3図な らびに第 4図に示す如 く 、 冷 ¾] 液 1 1を 下向き に吹付け る場合 に 比べて 、 上蓋 1 5の寿命 に 1 . 5 2 . 0倍程度、 更 に 、 そ れ以上 ま で向 上 す る 。
    [0040] ま た ； 第 7図 に示す如 く 、 冷 £0液 1 1を .ヒ向 き に傾斜 させ て吹付け る ¾0管 1 6に は 、 吹付け ノ ズル を 設け 1 0 こ と もで きるが 、 通常は 、 少な く と も 1つ の噴射孔 1 G a を 卜 向き に傾斜角 1 0〜： 55 · の条 ft で傾斜さゼ て け るこ と がで きる。 こ の '冷 HI管 1 Gに は第 2図な ら びに 第 (5図に示すもの と 同様に 一部に t¾欠き部 I第 7図に は 示 し て いない ， ）が形成さ れて いる ， 更に 、 ' 時 に J は 、 ^却管 1 βは黒 m極 ι oを 把持 す る m極ホル の 下に配置す る こ と もでき るが 、 上蓋 1、「'の表面 に配薺 る こ と もて き る - ま た 、 以上 の通 り に 、 冷 £(!管 1 2や £P管 1 Γ，を 用 い て ) S3す る と き に 、 黒鉛電極 1 0の外周面 1 0 aと 吹付 tj ノ
    [0041] 20 ズ ル 1 4の先端 ノ ズル U aや噴射孔 1 G aま で の距離 は 5 - 20 cm ί 度離間するのが好 ま し く 、 ノ ズル 1 4や噴射孔 1 G aは冷 ¾0液 1 1が水平 レ ベ ル I.一 Lに 対す る傾斜角 0 (第 5図な らびに 第 7図参照） 1 0 3 S - の範岡で噴射さ れる ' よ う構成 し 、 更 に 、 冷 ΒΠ液 1 1は汗 力 0 . ··'- 3 kg ' αι で吹 付け爆 0 . 8〜 G . 0 '分で噴射す るのが好 ま し い — こ の t 1 G )
    [0042] よ う な好 適条件てあ る と 、 ァ - ク ^気 の寸泫や 、 亍' ンシ ヨ ン、 容最がある稈度変化 して も 、 現在实用 化 されている ア ー ク電気炉て あれば、 冷 W液 1 1は無駄な く 黒 IS電極 1 0の外周面 1 () aを良好に ' Θ1でき 、 電 Wホ ルタ'や 卜 蓋の上 にあま り 飛散せす 、 寿命が大巾 に向 ヒ でき る - '
    [0043] す なわち 、 下向き に傾斜さ せて m液を吹付け る と き に . 吹付け ノ ズル 1 4の領斜角 (第 5図赛照！を 1 0 -、- 35 の範照にするのは 、 上記の理由 のほかに 、 仮 り に 吹付り 角 0 - と して 、 吹付け / ズル 1 か ら水平 ノ ス'ル I 一しと平行 に冷 ¾0液 1 1を吹付ける と 、 冷 S 液 Πの鼉を 大巾 に増加させない限 り は 、 黒鉛 Ί 1 0を n部的に し か冷 ί[1で きず 、 せいぜぃ さ の 5 ¾ ^度 し か黒色！？度 に保持て きない - ま. ίζ 、 吹付け時に 、 液 πの ffl ¾ 部分が電' ホル 側に飛散 し . 電極ホ；レダその も；丁 'を 傷めやす く 、 こ の点から も下限は 1「） に寸 るのが好 1 しい ま た 、 傾斜角 Θ を 3 5 以上傾斜させ る と 、 冷 £D 液 1 1が拡が っ て 、 その一部が電気炉の上蓋 に かか り 、 ヒ蓋そ の ものの損耗を早めて好 ま し く ない - ま た 、 上 向き に傾斜さ せて冷 £Π浪を吹付け る と き に は 、 嗜射孔 1 G "第 7図参照 iの傾斜 ^ #が 1 0 - 3.r, の ¾ 照外で ある と 、 ΪΠ液 1 1に-下向き のル ー フ が良 /了 に
    [0044] - 成さ れす 、 液】〗の吹付け 擊 う ち 部に飛散す >, ものがき わめて冬 く な z> - 更 に 、 ； ill液 πは通常得 ら れる水 ϋ水な ど を そ の ま ま 用い 、 ！]水 と す る こ と もで き るが 、 こ の ^ £11液 1 1 の中 に例 えば リ ン酸 力 ル シ ゥ ムの如 き 耐酸化剤を混合 Γ, し て吹付け る こ と もで き る 。 こ のよ う に耐酸化剤を 混 入 す る と 、 吹付けの と き に 冷 £D液中の耐酸化剤が上部 黒鉛電極 1 0の外周面に凝縮付着 し耐酸化皮膜を 形成 し 、 その 外周面か ら の酸化消耗をー屬効果的に防止で き る - こ の よ う に 外 周面に耐酸化剤が付着 し た {： 部黒鉛 称0 を 下部黒 §:S電楝 と して 用 いた と き に は、 外周面か ら の 化消耗がー 屬効果旳に おさ え られ 、 '極原 α は—- 層向上 す る。 なお 、 この よ う な効果 を達成す るの に は 耐酸化剤を 1 1 5 w t %稈度添加す るのが好 ま し い —
    [0045] ま た . ヒ向き に傾 さ せ て Ya 液を吹付 け る場合 、 [, 吹付け ノ ズル 1 4の先端 ノ ズル 1 4 は第 2 ^ に 示寸 如 く 、 黒 ΐ 電極 1 0の '4 Hi面 1 に 平 均 し ) 液 1 1が ¾ た る よ う 構成 3 るのが好ま し 、 .. こ の好適例 と し て は 、 し 端 ノ ズル 1 4 aは冷 £[]液 1 1が先拡が り な 雨形を な す よ う 、 吹付け られ る形状 に構成 し 、 更 に 、 吹付け ノ ズル 1 4 (T0 — 部に は フ ィ ル 々 T4 I-Iを 設け て 冷 01液 1 1中のゴ ミ な ど の異物を 除 で き る よ う に す るの が好 ま し い（ 5 き 照 i . 更 に . 第 7図 に示す如 く 、 ¾]液 1 1 卜 向 き に傾 斜 さ ゼ て吹付け る と き に も 、 ト. 己 ) と こ ろ .ヒ 同 に 、 各噹射孔 1 G aは冷 ¾1液 1 1が Ι'ά電極 外 周面 1 0 に ' 均 し r た る I. う 構成寸 るか フ は配 H寸 るの が好 す し い ま fc 、 第 2図に示す例で は '冷 HI管 1 2は t J欠き部 1 3を 中心に して対称的に構成 して いるが、 この切欠き 部 1 3 はど一の部分に設けるこ ともで きる -. 例えば 、 第 G図に 示す例で は 、 導入ダク 卜 1 2 aの近傍に切欠き部 1 3を 設 けた例で 、 この冷 ΒΠ管 1 2である と 、 Ι)Πェが極めて容易 で ある 更に 、 第 7図に示す冷 S3管 1 6であ っ ても、 t¾ 欠き部は同様に诃れの と ころ に も設ける こ とがて きる . 突施例 1 .
    [0046] まず 、 第 1表の通り の各稗の黒 ¾電極をニ ッ 了 /レを 介 し て接続 し 、 上部の黒鉛 極はそ の丄 端を 電極ホル ダで把持 し 、 第 2図な らびに第 3図に示す如 く 、 冷 m管
    [0047] 1 2の吹付け ノ ズル 1 4か ら 冷 ΕΠ液 1 1を下向き に傾斜さ て吹付けて 、 ア ー ク電 炉でス ク ラ ッ 材 ¾. 融 し て ァー 々精籙を行な つ た こ の 液 と して水追水 用 い 、 この冷 水を 連続的に供袷 し 、 各吹付け ； ズル 1 i か ら黒鉛電極 K)の外周面 1 0 に向け て噴射 し た - ま た 、 比鲛のため に 、 従来例 と し て冷 ίϋ水を噴射させる こ と な く 同条件で ア ー ク精鏔を行な っ て 、 こ の従来例 と本 ¾明の場 合 と の電極原車位を求めて 、 その改善効果を 調ベた と こ ろ 、 第 Τ表の通 リであ つ た — 第 1 表
    [0048] こ の際、 冷 £Ρ管 1 1は電極ホルダの直下に 配置 し 、 黒 i¾ 極外周面 1 0 aと 吹付け ノ ズル 1 4と の藺の距離 は 1 5 〜 20 cm程度、 吹付け ノ ズル 1 4の下向 きの傾斜角 0 は 1 0 〜 35 ' の範囲 、 冷 S1水の圧力 は 1 〜 3 kg m"の範 l 、 水 扉-は 1 -'、 - 2 分の範 ϋ と し 、 ノ ズル の個数は 4 -、 - 8假で 変化さ せた r
    [0049] そ の結果 、 第 1表に示す通 り 改善効果は少な く と も 1 1 %以上で あ っ て 、 ' ¾0水 に よ っ て水素爆発な どの危 険も全 く お こ ら なか つ
    [0050] 更に 、 試験番号 4の場 台 は U H P電極を 用 い る高 Θ荷操 業で あ っ た が 、 そ の改善効果 は 1 9 90 と極めて 大き い も のであ っ た - ま た 、 木発明 に よ り 冷 £P水を吹付け た と き に は通常の黒鉛電極に 切 り 換え る こ と がて き る - 更に 、 冷卸水の中 に リ ン酸 カ ル シ ウ ム 1 0 w t % を 一 に 混台 し 、 上 記の場台 に そ れ r れ吹付 け た と こ 、 t リ ン酸 カ ル シ ウ ム は電極 に 白 い薄い フ ィ ル ム Ji
    [0051] 9- j r 5 成 し C ¾ り 、 酎酸 ί匕性が大巾 に向 丄 した - この ¾果 、 改善効果は ^ 1表の各場合に おいて少な く と も 1 '、- 2 % 稈度 昇 し 、 電極原単位が一層低減で きる ' こ とがわか た
    [0052] ま た 、 比較のために .. 各試験番号の場合において 、 傾斜角 = 0 (水平 レ ベル と同方 向） と し て ίί力 1 3 kg . απ 、 水鼂〗 2 I ·"分で冷 ΕΠ水を吹付け た とこ ろ 、 そ の改善効果は従来例に比べる と 、 -— a %程度で あ つ た .
    [0053] 1 0 ま た 、 こ の と き に は 、 冷 m水の相 の部分が電 ホ
    [0054] に飛散 し 、 Ψ:際上操棻を け る こ と はきわめてむづ か し か つ た，
    [0055] ¾施例 2 .
    [0056] '冷 m水 1 1を J-向き に傾斜させ て噴射させる こ とを 除 いて 、 ¾施例〗に示す条 ft と 同 じ条 ί て . ' ίΠ水 1 1 下向き に儿 ー 7 させ て黒 ¾電極外周面 1 0 aに吹付け て ' ΪΠ し 、 荬施例 1に示す従来例に 比較 し てその改营効 果を求めた と こ ろ 、 第 2表に示す 通り て あ つ た -
    [0057] こ の場 台 、 試験番 ^ Gな ら に 8は マ -ネ シ 7 系耐 、人' 物 か ら 成 る上蓋 を 用 い た が 、 試験番 号 7は ア ル ミ 系 耐 火物 か ら 成 る 上蓋 を 用 い た r
    [0058] 5 ま た 、 こ の操業で は通常 の通 り 単位 チ ヤ 一 ジ が約 2 時間稃度 で 行 な っ て 、 こ の 操業 で あ る と 、 実施例 1の 如 く 、 冷 £0水 を 下 向 き に 吹付 け た と き に は 、 ァ ル ミ ナ 耐 > 物 の ヒ蓋で もそ の寿 命 が 1 50 ャ ― ジ ί|度で あ た が 、 試験番号 7の場 台 に は 1 50 -チ ャ ー ジ か ら G 00チ
    [0059] 0 - ジ ま で 450チ ャ ー ジ 程度 の如 く 大 巾 に の び た - 库 業 上 の 利 用 司 能 性
    [0060] 以 ヒ 詳 し く 説明 し た 通 り 、 本発明 は 、 二 '.、' フ ル を 介 し て 順 次 'に 接続さ れ た 黒鉛 の j 端部の 外 周面 に 、 ) w液 を 直 接吹付け て 冷 sn し て 、 金 属 を ·§ 解 、 錁 す r, る 卞 j ¾ に お い て 、 こ の ) i IW液 を 水平 レ ベ ル に 対 し 1 0
    [0061] 「, + 卜 向 き ま た は 下 向 き に 傾斜 さ せ て 吹 付 け 從 て 、 ' 液 は黒鉛 m極 の 外 周面 に 当 た る と 共 に 、 そ (Γ) 一 部 は飛散せず に 外 ^面 に 沿 つ て 下 降 し 、 こ の 冷 液 つ ィ ル ム に よ っ て 黒 ¾電極 の外 周面 は ほ と ん ど 全 長 に0 わ た て ；令 さ れ る - な か て も 、 上 向 き に 傾斜 さ せ る と き に 、 冷 01液 はル 一 フ' し て 黒 ¾ 電極 に 接触 し 、 液 は 外部 に 飛散 す る こ と な く 冷 £11液 " イ ム が 形 成で き . こ の た め 、 電極 ホ ル ダや 蓋 が破 ¾ 、 i ^ こ と な く 、 上 1 がマ グ ネ シ ァ 系 ^ 、 物 て あ - ' て し . ti R. D¾ が 向 . I 寸 る - ま た 、 この よ う に S1液を 直接吹付け て ' £P しつ つ 、 糈鎳す る と 、 製鋼のほか金属精鎳一般に おい て大巾 に 黒鉛電極の原単 位を低減できる .，
    [0062] '
    权利要求:
    Claims

    ¾ 求 の 範 两
    1 ) 二 ッ マルを し て 頤次 に 接铳さ れた 黒鉛 極の 上 端部の外 周面に 、 in液を吹付け て ' 如 し て 、 金厲を 溶解 、 精錁す る際に 、 前記冷 ^液を 水平 レ ベ ル に対 し て 1 0 、. 35 : 下向き に 傾斜さ せ て吹付け も こ と を 特徴 と す る金属の溶解 '精鏔法
    2 請 求の範囲第 1項に 記載される金属の溶解 '精錁方 法-に おいて 、 前記 ^ ¾]液を 水 と す る こ と 特徴 と す る 金厲の溶解 '精銕方法 。
    ) 請求の範囲第 1項 に 記載さ れる金属の溶解 ' 方 法に おいて 、 前記 S3液を耐酸化剤を 含み 、 残余が实 質的に水か ら成るこ と を 特徴 と す る金属の溶解 ·精 方法 ,
    4 1 m求の範网第〗項 に記載され る金属の溶解 '精錁—h
    '；去 に おいて 、 前記 m BO水 を 噴射 ίΐ力 0. 5 -、 · 3 kg . c 、 射霞 0 . Γ, - G . 0 ^ '分で吹付け るこ と を 特徴 と す る金属 の ';!？解 '精鍊方 ¾ ,
    、Γ, ) 二 ッ プル を 介 し て順次 に接続さ れた黒 :S電極の 端部の外周面 に 、 ' ΕΠ液を 吹付け て ΪΠ し て 、 金麗 溶解 、 精鏔す る際に 、 前記冷 ai液を水平 レ ベ ル に 対 し て 1 () 、- に 上向き に 傾斜さ せ て吹付け る こ と を 特徴 と す る金属の溶解 '精鏔法 ：
    π 1 ¾ 求の ΓΕ两第 5項 に記載さ れる 金属の ' ？解 ' m Τ)
    Ά に おいて 、 前 ；¾ Ϊ0液を 水 と す る こ と を 特徴 と 寸 ？, # <i> · 力 ·、
    7 ·- i求の範囲第 ·5項に記載される金属の溶解 '精鍊方 法において 、 前記 m ¾π液を耐酸化剤を 含み 、 残余が卖 Γ. 質的に水から成るこ とを 待徴 とする金属の溶解 '精鍊 方法 C
    8 ) 請求の範囲第 f,項に記載される金:属の溶解 '精練方
    'Ίί において 、 前記 m ΪΠ水を噴射） Ξ 力 0 . Γ) 、- 3 kg■· m- 鳴 射曩 0 . 8、- G . 0 . 分で吹付.け る こ とを特徴 と する金属0 の溶解 ·精鎳方法 ,
    9 ) ア ー ク電気炉の炉蓋と黒鉛電極の上端部を 把持す る電掭ホルダ と の間に 、 こ の黒鉛 m極の外周を包两 し かつ冷 ΒΠ液が流動する 状の冷 ¾i管を配置 し 、 この環 状冷 ΪΡ管の前記黒鉛電極の外周面に対向する内周面か 5 ら前記冷 液を吹付け る金属の溶解 '精镍時に供す る m極 m 装置に おいて 、 前記環状 m管の少な 〈 と も 1ケ 所を 欠いて切欠き部を構成 し 、 前記環状冷 B13管 の前記内周面に 、 水平 レ ベル に対 して下向き に 1 0 35 傾斜 し かつ前記黒鉛電極-の中心軸方向に指向す る少な 0 く とも 1つ の吹付け アズルを設け て成るこ と を特徴 と る金属の溶解 '精鎳時に供す る電極冷 ΕΠ装置
    1 0 ! マ ー ク電気炉の炉蓋 と 黒鉛電極の 上 端部を把持す る電極ホ /レ 5Γ と の間に 、 こ の黒 ¾電極の外周を 包翻 し かつ 'r m液が流動す る環状の ¾ ¾n管を配置 し 、 こ の is 状冷 n管の前記黒 ί 電 ¾の外周面 に 対向す る内 面か ! 2
    ら } i 液を 吹付け る金 の 解 · ½ n に ί す る Ί極 in装鬵 に おいて 、 前記 状 管の少な く と も 1 ケ 所 を ¾欠い て 切欠 き部 構成 し 、 前記環状 w管 の前記内周面に 、 水平 レ ベル に 対 し て 上 向き に 1 0 -、. 3 傾斜 し かつ前記黒鉛電極の中心軸方向に指向 し て 前記 ^ £[]液を 嗜射す る少な く と も 1つの噴射孔を 設け て成 る こ と を 特徴 と す る金属の溶解 '精 m時 に供す る電 ^ in装罾
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    法律状态:
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP62/63304||1987-03-17||
    JP62063304A|JPH0795474B2|1987-03-17|1987-03-17|電気ア−ク製鋼等金属の溶解および精錬法ならびにそれに供する電極冷却装置|DE87904111T| DE3787096T2|1987-03-17|1987-06-24|Schmelz- und raffinierungsverfahren von metallen sowie vorrichtung zur kühlung der verwendeten elektroden.|
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    FI882693A| FI91477C|1987-03-17|1988-06-07|Menetelmä metallien sulattamiseksi ja/tai puhdistamiseksi ja jäähdytyslaite tässä käytettävälle grafiittielektrodille|
    NO882680A| NO172320C|1987-03-17|1988-06-16|Fremgangsmaate for smelting og/eller raffinering av metallog avkjoelingsinnretning for grafittelektroder anvendt fordette|
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